Способ установки анкера в мерзлых породах Советский патент 1990 года по МПК E21D20/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к креплению анкерами горных вьфаботок, проведенных в мерзлых породах.

Целью изобретения является повы- Йение эксплуатационной надежности ан- Кера за счет более прочного закрепления его в мерзлом массиве. На фиг. 1 изображена схема под- (готовки замковой части скважины к |установке анкера; на фиг. 2 - анкер ;после его закрепления в скважине. Замковую часть 1 скважины 2 под- ;готавливают для закрепления анкера iпри помощи экзоте1Й ического состава в ампуле 3 и деревянного зарядчика 4 с резиновым поршнем 5 имеющим диа- : метр больше,чем диаметр скважины. Уста- навливаемый в скважине 2 анкер включает i закрепляющий состав 6,резиновую манжет 7,пружину 8,ограничительную шайбу 9, стержень 10 анкера и опорное устрой- j ство 11.

Способ установки анкера заключа- ется в следующем.

Перед закрепле1; ием анкера в замко- вую часть сквалсины 2 вводят ампулу

3 с экзотермическим соста вом. Ударом : деревянного зарядчика 4 разрз ают эту ампулу..7У1я химического взаимодействия ее компонентов. Тепло, выделяющееся при этом, воздействует на стенки скважины в зоне закрепления. В результате образуется ореол прота- 1шания D массиве мерзлой породы вокруг этой зоны.

Оттаявшая в ореоле протаивания поровая влага частично испаряется за счет выделившегося тепла при экзотер мической реакции, а частично остаетс в зоне протаивания.

При помощи деревянного зарядчика 4 с резиновым поршнем 5, имеющим диаметр больше, чем диаметр скважины, .выдавливают и удаляют из порового пространства оставшуюся влагу за сче создания разрежения в донной части скважины.

После этого в скважину вводят ам

пулу с дополнительным химическим сое тавом 6. Поступательно-вращательным движением анкера разрушают ампулу и перемешивают ее компоненты. Тепло, выделяющееся при размешивании и полимеризации состава, воздействует на стенки скважины в зоне закрепления и дополнительно высушивает эту зону.

5

0

5

За счет увеличения объема состава 6 при полимеризации и воздействии на него пружины 8 через резиновую . манхсету 7 закрепляющий состав вводится под давлением в освобожденное от влаги поровое пространство оттаявших пород.

Это позволяет создать в замковой части благоприятный температурный и влажностный реагнм пород для более качественной полимеризации закрепляющего состава в мерзлых породах, а процесс внедрения закрепляющего состава в поровое пространство горных пород позволяет увеличить площадь закрепления и создать замок анкера, внедренньп за контур скважины на величину ореола протаивания, в резуль- тате чего уменьшается время отверждения закрепляющего состава и увеличивается несущая способность анкерной крепи в мерзлых породах.

П р и м е р. Армополимерными анкерами конструкции НГД им. А.А. Ско- чинского крепят подготовительную выработку прямоугольного сечения, пройденную в тонкодисперсных мерзлых породах с температурой массива и влажностью 18%.

По мере проведения выработки в ее кровле перфораторами бурят скважины диаметром 42 мм, глубиной 1,8 м по сетке 1x1 м.

Перед закреплением в донную часть скважины деревянным зарядчиком с резиновым поршнем, диаметр которого больше диаметра скважины на 4-6 мм, помещают ампулу с экзотермическим составом.

В зависимости от температуры мерзлой породы, ее влажности и необходимых размеров замковой части компоненте экзотермического состава могут быть различными, например. перманга- нат калия и глицерин, серная кислота и вода, карбид кальция и вода и т.д. Длина ампулы с экзотермическим составом должна быть равна длине замковой части анкера. В данном случае в качестве экзотермического состава выбран перманганат калия и глицерин, которые размещены в ампуле длиной 300 мм и диаметром 36 мм и разделены .между собой перегородкой.

При по.мощи деревянного зарядчика ударом а дно сквахсиш.1 разрушают ампулу с экзотермическим составом, при этом происходит химическое взатодейвращательное движение, за счет чего разрушают ампулу с закрепляющим составом и перемешивают ее содержимое. . Под действием пружины и резиновой манжеты закрепляющий состав под давлением проникает в обезвоженное прро- вое пространство ореола протаивания.

10

15

Для полного схватывания и затвердевания закрепляющего состава стержень анкера в устьевой части скважины раскл1шивают при помощи деревянных клиньев. После затвердевания состава на выступающую часть стержня одевают опорную плптку и навинчивают натяжную гайку для создания первичного распора.

ствие ее компонентов с вьщелением тепла, количество которого достаточно для образования ореола протаива- I

НИН.

Во время химической реакции выделяющееся тепло через стенки скважи- -ны воздействует на мерзлый массив и вызывает протайвание nopoff.1 вокруг замковой части скважины, на глубину до нескольких сантиметров. Зарядчик с поршнем при этом устраняет утечки , тепла в сквалсину за пределы замковой . части.

Зная продолжительность протекания химической реакции через определенное время по окончанию ее досыпают зарядчик до дна скважины, при этом резиновый поршень, диаметр которого больше диаметра скважины, выдав- 20Формулаиз обретения ливает оттаявшую влагу из порового пространства. При обратном движении зарядчика от дна к устью скважины за резиновым поршнем создается разрежение, за счет чего оставшаяся влага удаляется из порового пространства и из скважины. . Для более полного удаления оттаявшей, поровой влаги из зоны закреп-, ления этот цикл можно повторить несколько раз,

/, Вслед за этр1м производят непосредственно закрепление анкера в скважине, для чего вводят в нее ампулу с закрепляющим составом СФЖ-3032 на основе фенолоформаль депщной смолы. Диаметр ампулы 36 мм, длина 300 мм. Количество компонентов закрепляющего состава для одной ампуды следующее, г: смола СФЖ-3032 200, наполнитель в виде песка 200, отвёрдитель в виде смеси, век и ОФК 100.

Перфоратором через переходник придают стержню анкера поступательно25

Способ установки анкера в мерзлых породах, включарций бурение скважины, введение в нее экзотермического состава и анкерного стержня, разогрев посредством экзотермического состава окружающих пород на дне скважины и закрепление стержня в ней, отличающийся тем, что, с целью 30 повышения эксплуатационной надежности анкера за счет более прочного закрепления его в мерзлсм массиве, при разогреве окружанщих мерзлых пород на дне скважины в них создают ореол протаивания, из порового хфост- ранства которого затем удаляют оттаявшую влагу путем ее выдавливания и отсоса за счет создания, разрежение в донной части скважины, а для закрепления анкерного стержня используют дополнительный химическш состав, который вводят под давлением в осво- божденное от влаги поровое пространство оттаявших пород.

35

40

1601382

вращательное движение, за счет чего разрушают ампулу с закрепляющим составом и перемешивают ее содержимое. . Под действием пружины и резиновой манжеты закрепляющий состав под давлением проникает в обезвоженное прро- вое пространство ореола протаивания.

I

о

Для полного схватывания и затвердевания закрепляющего состава стержень анкера в устьевой части скважины раскл1шивают при помощи деревянных клиньев. После затвердевания состава на выступающую часть стержня одевают опорную плптку и навинчивают натяжную гайку для создания первичного распора.

ормулаиз обретения

20Формулаиз обретения

25

Способ установки анкера в мерзлых породах, включарций бурение скважины введение в нее экзотермического состава и анкерного стержня, разогрев посредством экзотермического состава окружающих пород на дне скважины и закрепление стержня в ней, отличающийся тем, что, с целью 30 повышения эксплуатационной надежности анкера за счет более прочного закрепления его в мерзлсм массиве, при разогреве окружанщих мерзлых пород на дне скважины в них создают ореол протаивания, из порового хфост- ранства которого затем удаляют оттаявшую влагу путем ее выдавливания и отсоса за счет создания, разрежение в донной части скважины, а для закрепления анкерного стержня используют дополнительный химическш состав, который вводят под давлением в осво- божденное от влаги поровое пространство оттаявших пород.

35

40

Изобретение относится к горному делу. Целью является повышение эксплуатационной надежности анкера за счет более прочного закрепления его в мерзлом массиве. Для этого бурят скважину (С) 2. Вводят в ее донную часть экзотермический состав в ампуле. Посредством этого состава разогревают окружающие породы на дне С 2 с образованием ореола протаивания. Затем с помощью деревянного зарядчика с резиновым поршнем удаляют оттаявшую влагу путем ее выдавливания и отсоса за счет создания разряжения в донной части С 2. После этого в С 2 вводят ампулу с дополнительными химическим составом 6. Поступательно-вращательным движением анкерного стержня (АС) 10 разрушают ампулу и перемешивают ее компоненты. Посредством создаваемого давления на химический состав 6 его вводят в освобожденное от влаги поровое пространство оттаивших пород. До затвердевания состава 6 АС 10 в устье С 2 расклинивают. После затвердевания состава 6 на выступающую часть АС 10 надевают опорную плитку и навинчивают натяжную гайку. 2 ил.